Гравитационные волны могут показать начало Вселенной

Ученые продвинулись в понимании того, как использовать рябь в пространстве-времени, известную как гравитационные волны, чтобы заглянуть в прошлое к началу рождения Вселенной. Исследователи говорят, что они могут лучше понять состояние космоса вскоре после Большого взрыва, если узнают, как рябь на ткани Вселенной течет через планеты и газ между галактиками.

«Мы не можем видеть раннюю Вселенную напрямую, но, возможно, мы сможем увидеть ее косвенно, если посмотрим, как гравитационные волны того времени повлияли на материю и излучение, которые мы можем наблюдать сегодня», — говорит Дипен Гарг, ведущий автор статьи.

Ученые адаптировали эту технику из своих исследований в области термоядерной энергии, процесса питания Солнца и звезд. Исследователи в области термоядерного синтеза математически рассчитывают, как электромагнитные волны распространяются через плазму — смесь электронов и атомных ядер, питающую термоядерные установки, известные как токамаки и стеллараторы.

Оказывается, этот процесс напоминает движение гравитационных волн через вещество. «По сути, мы задействовали технику плазменных волн для решения проблемы гравитационных волн», — сказал Дипен Гарг.

Гравитационные волны, впервые предсказанные Альбертом Эйнштейном в 1916 году как следствие его теории относительности, представляют собой возмущения в пространстве-времени, вызванные движением очень плотных объектов.

Они перемещаются со скоростью света и были впервые обнаружены в 2015 году лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (LIGO).

Теперь ученые создали формулы, которые теоретически могут привести к раскрытию неизвестных свойств небесных тел, например, таких как звезды, находящиеся на расстоянии многих световых лет, с помощью гравитационных волн. Когда волны проходят через материю, они создают излучение, характеристики которого зависят от плотности материи.

Физики могли бы проанализировать это излучение и обнаружить свойства звезды, находящейся за миллионы световых лет от нас. Метод также может привести к открытиям о столкновении нейтронных звезд и черных дыр. Он мог бы даже потенциально раскрыть информацию о том, что происходило во время Большого взрыва и в первые моменты существования нашей Вселенной.

Теперь ученые планируют использовать эту технику для анализа данных в ближайшем будущем. «Сейчас у нас есть формулы, но для получения значимых результатов потребуется больше работы», — говорят исследователи.